聯(lián)合ExactTrac X-Ray與Cone Beam CT在NSCLC-SBRT中的應用分析

趙鵬軍 王佳浩*

應用立體定向放射治療（SBRT）早期非小細胞肺癌（NSCLC）能夠獲得較為理想的局部控制率與總生存率［1-3］。然而NSCLC病灶特殊，腫瘤會隨患者的呼吸而運動，在治療過程中組織蠕動、呼吸運動、心臟搏動等將會導致腫瘤與正常器官的劑量變化，從而影響SBRT的治療療效。在線影像引導放療（IGRT）技術，可以保證放療計劃實施的準確性［4-6］。ETX影像引導系統(tǒng)是用2個交叉的千伏級X射線成像系統(tǒng)裝置獲取圖像并修正擺位誤差；而CBCT影像引導系統(tǒng)是人工通過將患者體表定位點與激光燈重合的方式擺位，再用CBCT技術獲取圖像并修正擺位誤差。作者在NCSLC-SBRT治療分次間及分次內，聯(lián)合這兩種獨立的影像引導系統(tǒng)進行精確擺位，確保放療劑量傳遞的準確性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1月至9月接受SBRT的NSCLC患者22例，男16例，女6例；年齡48～76歲，中位年齡53歲。腫瘤位于左肺12例、右肺10例。

1.2 CT模擬定位與計劃制定 所有患者均取仰臥位平躺在體架上，使用熱塑體膜固定，16排大孔徑螺旋CT（Brilliance Big Bore；Philips Medical Systems，Andover，MA，USA）掃描采用加入時間因素的四維CT（4DCT），掃描范圍從環(huán)狀軟骨到肋膈角下緣，包括全肺，圖像重建層厚為3 mm。選取吸氣末與呼氣末的十個序列圖像傳輸至Eclipse計劃系統(tǒng)（Varian，clinical version 13.5）進行靶區(qū)與危及器官勾畫。采用美國Varian公司Novalis Tx直線加速器的6MV X射線進行治療，計劃制定采用Eclipse V13.5的非共面IMRT計劃。

1.3 患者驗證方式 （1）CBCT掃描：所有患者采用人工擺位，患者體表標記中心點與墻面激光燈重合即為擺位完成，在實施放射治療前行CBCT掃描。CBCT圖像掃描采用Chest 模式（電壓110 KV，電流20 mA），half-fan濾線器，掃描角度182°～178°，獲得圖像與計劃CT圖像進行融合配準，配準范圍為肺部腫塊并兼顧胸腔輪廓與脊柱等骨性標記，得到左右、上下、前后方向的平移誤差和繞前后方向的旋轉誤差，記錄治療前的移位誤差值（CBCT_Setup_X，Y，Z，R），由治療床移動進行患者體位調整，繼而進行放射治療。（2）ETX攝片：治療過程中選擇加速器機架角度為0°與180°進行ETX驗證，驗證先后順序為放射治療前先進行0°驗證，放射治療結束后進行180°驗證。ETX攝片驗證采用KV-X射線（電壓120 KV，電流160 mA）獲得一組斜位45°交叉的X線射野片，通過計算機融合、配準算法與放療計劃系統(tǒng)生成的DRR圖像進行配準，圖像配準范圍為胸腔輪廓及脊柱等骨性標志，得到平移誤差和旋轉誤差，記錄治療過程中的移位誤差值。（3）治療分次間及分次內誤差：統(tǒng)計CBCT掃描與ETX間及2次ETX攝片間的誤差差異，取CBCT掃描為分次間移位誤差，2次ETX攝片驗證為分次內移位誤差。

1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件。符合正態(tài)分布的計量資料用（±s）表示，組內比較用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 分次間CBCT圖像掃描情況 22例患者每次治療前均進行CBCT掃描，共計掃描CBCT 154次。分次間CBCT掃描在X、Y、Z、R的平均誤差分別為（0.38±0.26）cm、（0.49±0.37）cm、（0.32±0.19）cm與（0.85±0.60）cm。

2.2 分次內ETX圖像驗證情況 22例患者治療過程中均進行2次ETX驗證，共驗證308次，分次內ETX_0攝片驗證在X、Y、Z、R的平均誤差分別（0.23±0.14）cm、（0.26±0.15）cm，、（0.29±0.17）cm與（0.31±0.19）cm。；ETX_180在X、Y、Z、R的平均誤差分別（0.28±0.16）cm、（0.31±0.18）cm、（0.31±0.17）cm與（0.35±0.19）cm。CBCT_X，Y，Z，R及ETX_0，180_X，Y，Z，R誤差分布箱線圖見圖1。

圖1 兩種圖像驗證方式的移位誤差箱線圖分布

2.3 分次內誤差分析 放射治療開始及結束執(zhí)行兩次ETX驗證，其中ETX_180較ETX_0在X、Y方向平均誤差分別增加21.7%、19.2%，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；在Z、R方向平均誤差分別增加6.9%，12.9%，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 ETX圖像引導技術的分次內誤差（±s）

表1 ETX圖像引導技術的分次內誤差（±s）

注：ETX_0：加速器角度在0°時ETX驗證；ETX_180：加速器角度在180°時ETX驗證

組別 ETX_0 ETX_180 t值 P值X 0.23±0.14 0.28±0.16 -2.538 0.012 Y 0.26±0.15 0.31±0.18 -2.514 0.013 Z 0.29±0.17 0.31±0.17 -1.181 0.239 R 0.31±0.19 0.35±0.19 -1.585 0.115

3 討論

Varian Novalis直線加速器提供2種獨立的影響引導驗證系統(tǒng)，即CBCT與ETX。較多研究表明［7-11］，CBCT與ETX均能有效修正各個部位腫瘤患者的擺位誤差，提高治療精確度，降低正常組織的受照射劑量，提高治療增益比。CBCT與ETX間也存在諸多差異，如在圖像成像質量方面，CBCT有更高的空間分辨率，能較為清晰的顯示腫瘤及正常組織的位置、大小，在軟組織配準及圖像可視性方面優(yōu)于ETX［12］；在成像時間及成像劑量方面，ETX有更好的時間分辨率及更低的圖像成像劑量，能夠潛在的減小患者因耗時過長而產(chǎn)生自主運動的可能性，提高設備利用效率［13-14］。

NSCLC-SBRT由于其治療的特殊性，患者分次劑量較大，分次數(shù)較少，患者在治療室內接受放射治療的時間較常規(guī)放射治療時間長。RICO等［15］對比不同放射治療技術在肺癌SBRT中的應用發(fā)現(xiàn)，固定野治療（IMRT）較旋轉治療（VMAT）的治療時間明顯增加［（24.76±5.4）min：（15.30±3.68）min，P＜0.001］，但患者在分次內的3D矢量移位誤差二者差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；ROSSI等［16］比較VMAT與非共面野IMRT技術發(fā)現(xiàn)，VMAT較非共面IMRT縮短整體放療時間（12 min：32 min，P＜0.001），且非共面IMRT技術在分次內位移更大，但對于PTV外擴邊界二者差異無統(tǒng)計學意義。患者治療時間的增加會一定程度上增加分次內患者的移位誤差，由此造成NSCLC-SBRT劑量的偏差，這種移位誤差應在治療過程中進行相應監(jiān)測，降低分次內移位誤差。

本資料結果顯示，NSCLC-SBRT治療分次間必須進行CBCT掃描以保證患者體位的一致性及重復性。在治療過程中，加速器出束狀態(tài)與CBCT掃描驗證無法同時進行，因此治療分次內無法用CBCT監(jiān)測患者可能產(chǎn)生的移位誤差，特別對于非共面野、治療床有角度狀態(tài)下，CBCT效用更低。ETX可以在非共面野及加速器出束狀態(tài)進行攝片驗證（在4DTC中與Varian聯(lián)鎖斷開），起到實時監(jiān)測患者移位誤差的作用。

本資料結果顯示，排除人為擺位誤差及系統(tǒng)誤差后，在NSCLC-SBRT分次治療內，患者可能出現(xiàn)呼吸不規(guī)律、不經(jīng)意間的自主體位變動、器官運動等，從而產(chǎn)生一定的移位誤差，特別在X與Y方向，這種移位誤差應盡量避免。

如何解決或監(jiān)測NSCLC-SBRT患者分次內的移位誤差是放療學者共同面對的問題，國內外學者在這一方面也做了較多研究。（1）放療過程中采用光學體表監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)患者體位變化，進而做出相應調整，減少分次內誤差［17］；（2）采用均整塊移除技術FFF模式下的適形弧放射治療，有效縮短治療時間，從而減少分次內誤差［18］；（3）腫瘤周邊植入金屬標記物，治療過程中采用動態(tài)腫瘤追蹤系統(tǒng)進行監(jiān)測［19］；（4）基于4D-IGRT技術下的影像引導放療，在放射治療前進行4D-CBCT掃描，從而獲得當前治療下的腫瘤運動情況，進而減少分次內誤差［20］；（5）采用呼吸門控技術，例如主動呼吸控制系統(tǒng)（ABC）或實時位置管理系統(tǒng)（RPM）對患者在治療前及治療過程中進行相應的呼吸訓練及控制，從而達到減少分次內誤差的目的。

本研究結合CBCT與ETX各自的優(yōu)勢，在NSCLCSBRT患者治療分次間及分次內能夠較為精準的進行IGRT技術，特別對于非共面野IMRT技術下，ETX能夠在治療分次內利用較短的攝片時間對患者進行監(jiān)測，確保放療劑量傳遞的準確性。